Кит Генри Стокман Кэмпбелл начал изучать рост эмбрионов и дифференциацию клеток в течение двадцатого века в Великобритании. В 1995 году Кэмпбелл и его научная команда впервые использовали клетки, выращенные и дифференцированные в лаборатории, для клонирования овец. Они назвали этих двух овец Меган и Мораг. В 1996 году Кэмпбелл с командой также клонировали овцу из взрослых клеток, которую назвали Долли. Долли была первым млекопитающим, клонированным из специализированных взрослых (соматических) клеток с помощью техники переноса ядра. Кэмпбелл помог разработать методы клонирования, которые использовали обычную форму клеток соединительной ткани (фибробласты). Кроме работы в Институте Рослина в Эдинбурге, Шотландия, в течение большей части своей карьеры Кэмпбелл также преподавал в Ноттингемском университете в Англии. Более подробно о жизни и научной работе ученого читайте на birminghamname.com.
Детство и учеба
Кит Генри Кэмпбелл родился 23 мая 1954 года в Бирмингеме, в семье Марджори Регины Смит Кэмпбелл и Генри Стокмана Кэмпбелла. У него был младший брат и сестра. В возрасте трех лет Кэмпбелл и его семья переехали в Перт, что в Шотландии, где он начал свое формальное образование. Его мать отмечала, что он был любознательным и авантюрным мальчиком, который любил прогулки на природе и ей часто приходилось выметать лягушек из семейной кухни после того, как Кэмпбелл приносил их домой. Позже Кит вернулся в Бирмингем со своей семьей, когда ему было уже восемь лет. Он оставался в городе до двадцати одного года. Юноша учился в гимназии короля Эдуарда VI для мальчиков на стипендию, хотя и не получал отличных оценок.
Потом он рассказывал, что ему не нравилась атмосфера этой школы, поэтому в 1973 году он сдал профессиональный экзамен, который дал ему квалификацию медицинского лаборанта в возрасте девятнадцати лет. Кэмпбелл работал в больнице Selly Oak в Бирмингеме. Затем он поступил в колледж королевы Елизаветы в Лондоне, чтобы изучать микробиологию. Он уволился с работы в больнице в тот же день, когда получил национальный сертификат по медицинским технологиям. Сертификат квалифицировал Кэмпбелла, как медицинского технолога.
В 1980 году Кэмпбелл начал защиту диссертации доктора философии в Институте Марии Кюри в Окстеде. Он присоединился к группе под руководством Нутана Бишуна, которая изучала хромосомные структуры в клетках. Бишун из-за болезни должен был покинуть этот проект, вскоре после присоединения Кэмпбелла, что оставило последнего без наставника. При этом, Кэмпбелл работал в одиночестве над докторской диссертацией в течение шести месяцев до 1983 года.
Начало научной деятельности
Получив степень доктора философии, Кэмпбелл вернулся в Шотландию. Он говорил, что ему нравится катание на горных велосипедах, пешие прогулки и прогулки на природе, и он чувствовал, что Шотландия — это место, где он может наслаждаться этими видами деятельности и иметь карьеру по своему выбору. Он стал научным сотрудником на кафедре зоологии Эдинбургского университета. Кэмпбелл присоединился к группе под руководством Питера Фантеса. Группа работала над контролем клеточного цикла Schizosaccharomyces pombe, вида дрожжей, которые размножаются путем деления. В Эдинбурге Кэмпбелл познакомился с Мердоком Митчисоном, который работал в клеточной биологии и разработал дрожжи деления, как модельную систему для изучения клеточного цикла.
В 1989 году ученый оставил работу в Эдинбурге и начал другую, получив стипендию в Университете Данди, где он снова работал с Хатчинсоном над развитием эмбриона лягушки. В своих исследованиях эмбрионов лягушек Кэмпбелл изучал клеточные ядра, и начал выдвигать гипотезу о способности перепрограммировать уже определенную клетку. В 1991 году ученый увидел объявление о вакансии на должность доктора наук в Институте Рослина. Позже он признался, что видел в этой возможности лучший способ обеспечить свою романтическую партнершу Анжелу и их первую дочь Клэр, а также заняться клонированием.
Клонирование овец
В Институте Рослина Кэмпбелл познакомился и подружился с Иеном Уилмутом, который возглавлял исследовательскую группу, именно они в конце концов клонировала Долли. Он изучал последствия клонирования путем переноса ядра одной клетки в другую (ядерная трансплантация). По словам Уилмута, Кит Кэмпбелл считал, что ключом к клонированию является пересадка ядра в яйцеклетку во время второй стадии мейоза. Ученый также изменил количество фактора способствования созреванию, или MPF, модификатора активности белка (киназы), который регулирует клеточный цикл во многих клетках животных. Следовательно, для этого исследования Кэмпбелл и Уилмут сначала экспериментировали на эмбрионах крупного рогатого скота.
Используя методы, разработанные во время экспериментов с эмбрионами крупного рогатого скота, Кэмпбелл и Уилмут попытались клонировать все же овец, поскольку они были дешевле, чем коровы или быки, и потому, что Институт Рослина уже выращивал клетки овец в лаборатории.
Через два года, в 1995 году, Кит Кэмпбелл успешно клонировал двух ягнят уэльской горной породы, используя ядра клеток эмбрионов овец, выращенных в лаборатории. Ученый начал с многоклеточного эмбриона овцы. Он использовал технику механического и ферментативного пищеварения, чтобы разъединить клетки, и суспендировать отдельные из них в жидкости. Затем эти клетки поместили в культуральную среду клеток и инкубировали их при тридцати семи градусах по Цельсию. Эти клетки были названы первичной культурой. Через несколько дней Кэмпбелл вынул часть клеток из первичной культуры и поместил их в свежую культуральную среду клеток, этот процесс называется первым пассажем. Ученый неоднократно передавал клетки новым культурам от шести до тринадцати раз, и использовал ядра из перенесенных эмбриональных клеток вместо ядер из стволовых клеток или первичных культур эмбриональных клеток, чтобы клонировать двух ягнят.
Завершение эксперимента
Затем исследователи пересадили ядра из перенесенных клеток в ооциты, из которых было удалено оригинальное ядро, чтобы сформировать эмбрионы, а затем имплантировали эти эмбрионы суррогатным овцам. Когда время рождения ягнят приближалось, Кэмпбелл и другие члены команды ежедневно по очереди наблюдали за овцами с полуночи до пяти утра, чтобы убедиться, что беременные овцы не имеют осложнений. Ягнят, которые родились в 1996 году, звали Меган и Мораг, и они были первыми клонированными овцами. Кэмпбелл успешно трансплантировал ядра из дифференцированных эмбриональных клеток, поскольку обнаружил, как перевести эти клетки в состояние покоя. Это состояние покоя обычно недостижимо в стволовых клетках, но его можно достичь в дифференцированных эмбриональных клетках.
Уилмут объяснил успех эксперимента гипотезой Кэмпбелла о том, что если удалить ядра из дифференцированных эмбриональных клеток на стадии G0 и пересадить их в ооциты с высоким MPF, то можно клонировать дифференцированные эмбриональные клетки. С успехом Меган и Мораг, Кэмпбелл настаивал на том, что исследователи могут клонировать овец с ядрами из полностью дифференцированных взрослых клеток, а также из дифференцированных эмбриональных клеток. И он не ошибся.
В 2008 году Кит Кэмпбелл, Ян Уилмут и Шинья Яманака в Японии получили премию Шоу по медицине и наукам о жизни. Кэмпбелл умер 5 октября 2012 года в возрасте пятидесяти восьми лет.
Источники: